JP2895330B2 - Gamma ray measuring device - Google Patents

Gamma ray measuring device

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JP2895330B2
JP2895330B2 JP29168992A JP29168992A JP2895330B2 JP 2895330 B2 JP2895330 B2 JP 2895330B2 JP 29168992 A JP29168992 A JP 29168992A JP 29168992 A JP29168992 A JP 29168992A JP 2895330 B2 JP2895330 B2 JP 2895330B2
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gamma ray
signal
pulse
measuring device
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省三 葛西
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、可燃性化学物
質や防爆性能が要求されるプラント、または、高温等の
悪環境において、非接触で液体のレベル、密度、厚さ等
を測定するガンマ線計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures the level, density, thickness, etc. of a liquid in a non-contact manner, for example, in a flammable chemical or a plant requiring explosion-proof performance, or in a bad environment such as a high temperature. The present invention relates to a gamma ray measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガンマ線を利用した、レベル計、密度
計、厚さ計等のガンマ線計測装置がある。このガンマ線
計測装置においては、ガンマ線源から発せられるガンマ
線の減衰を利用して物理量の変化を計測する。この減衰
されたガンマ線は電離箱やシンチレータと光電子増倍管
と組合せたガンマ線検出器により検出される。そして、
検出されたガンマ線は、電気信号に変換され、物理量の
変化として計測できる。現在、一般的に使用されている
ガンマ線検出器はシンチレータと光電子増倍管を組合せ
たものが多く使用されている。シンチレータとしては液
体、固体が多く使用され、特に、アルカリ金属の塩にタ
リウムを混合したヨウ化ナトリウム(タリウム入り)や
ヨウ化セシウム(タリウム入り)等があり、使用量も大
きい。また、近年は高精度の測定や大形の検出器用とし
てプラスチックにタリウムを混合したプラスチックシン
チレータが使用されることもある。
2. Description of the Related Art There are gamma ray measuring devices such as a level meter, a density meter, and a thickness meter that use gamma rays. In this gamma ray measuring device, a change in a physical quantity is measured using attenuation of a gamma ray emitted from a gamma ray source. The attenuated gamma rays are detected by a gamma ray detector combined with an ionization chamber or a scintillator and a photomultiplier tube. And
The detected gamma ray is converted into an electric signal and can be measured as a change in a physical quantity. At present, generally used gamma ray detectors are a combination of a scintillator and a photomultiplier tube. As the scintillator, liquids and solids are often used, and in particular, sodium iodide (containing thallium) or cesium iodide (containing thallium) in which thallium is mixed with an alkali metal salt, and the amount used is large. In recent years, a plastic scintillator in which thallium is mixed with plastic is sometimes used for high-precision measurement or a large detector.

【0003】上記ガンマ線計測装置の例としては、特開
平2−74827号公報に記載された者がある。図16
は、上記ガンマ線計測装置の概略構成図である。図16
において、容器1内には液体2が収容されており、この
液体2のレベルは、プラントの運転状況により変化す
る。容器1の一方側面側には、線源容器3内に入れられ
たコバルトやセシュウム等のガンマ線源4があり、容器
1をθで示す角度で照射する。また、容器1の他方側面
側には、プラスチックシンチレータ5と光電子増倍管6
とから成る検出器7(一点鎖線で示す)があり、それぞ
れの、図16の上下方向の配置位置は、図に示す場合が
多い。容器1の形状等によりガンマ線源4を容器1の中
央部付近に配置することもある。
An example of the gamma ray measuring device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-74827. FIG.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the gamma ray measuring device. FIG.
In the above, the liquid 2 is stored in the container 1, and the level of the liquid 2 changes according to the operating condition of the plant. On one side of the container 1, there is a gamma ray source 4 such as cobalt or cesium contained in the source container 3, and irradiates the container 1 at an angle indicated by θ. On the other side of the container 1, a plastic scintillator 5 and a photomultiplier tube 6 are provided.
16 (indicated by a dashed line), and the respective positions of the detectors 7 in the vertical direction in FIG. 16 are often shown in the figure. The gamma ray source 4 may be arranged near the center of the container 1 depending on the shape of the container 1 or the like.

【0004】プラスチックシンチレータ5(以下プラシ
ン5と略記する)と光電子増倍管6の間にはライトガイ
ド8があり、プラシン5がガンマ線の照射により発光し
た数10〜数100ナノ秒(ns)の光パルスが光電子
増倍管6に、効率良く伝達されるよう構成されている。
プラシン5とライトガイド8との接触面近傍にはライト
パルサ9が、光学的に結合して組込まれる。ライトパル
サ9は、ヨウ化ナトリウムシンチレータと線源量が微量
の、α線源としてのアメリシウム(Amエネルギー3.
4MeV)を組合せた非常に強い光パルスを出すもので
ある。アメリシウム線源は、その半減期が433年と永
い。したがって、アメリシウム線源は、長期的にも安定
な光源である。このような構成の検出器7からの光パル
ス信号は増幅器(アンプ)10に供給され、増幅され
る。
[0004] A light guide 8 is provided between the plastic scintillator 5 (hereinafter abbreviated as "plasin 5") and the photomultiplier tube 6, and emits light for several tens to several hundreds of nanoseconds (ns) when the plasticine 5 emits light by gamma ray irradiation. The light pulse is configured to be efficiently transmitted to the photomultiplier tube 6.
A light pulsar 9 is optically coupled and incorporated near the contact surface between the plasticine 5 and the light guide 8. The light pulsar 9 has a small amount of sodium iodide scintillator and a small amount of source, and is americium (Am energy 3.
4MeV) to generate a very strong light pulse. Americium sources have a long half-life of 433 years. Therefore, the americium source is a stable light source for a long period of time. The optical pulse signal from the detector 7 having such a configuration is supplied to an amplifier (amplifier) 10 and amplified.

【0005】図17は、アンプ10の出力信号をマルチ
チャンネル波高分析器で分析した例を示すグラフであ
る。図17において、横軸は、光パルス信号の波高PH
(パルスの高さ)であり、縦軸は、各波高における光パ
ルス数Nである。図中には2つの波高分布集団があり、
波高B以下と以上に分けられる。波高B以下の光パルス
は、コバルトやセシウム等のガンマ線源から放射された
ガンマ線が測定物体によって減衰され、プラシンに入射
して発生されたプラシン光のレベル信号である。したが
って、この波高分布集団は、容器1内の液体レベルによ
って光パルス数が変化する。波高B以上の光パルスの集
団はライトパルサ9によるものである。ライトパルサ9
の光はエネルギが3.4MeVとコバルトに比べ約2.
5倍大きいため、波高がコバルトやセシウムに比べ高
い。また、シンチレータがヨウ化ナトリウムの無機物を
使用しているため、波高分布も比較的幅の狭いガウス分
布をしており、レベル信号と混じることもない。このラ
イトパルサ9の光信号を利用して、以下に述べる測定系
の外乱による影響や経時変化をなくすように、測定系の
増幅度を自動補正し、安定な測定を実現している。
FIG. 17 is a graph showing an example in which the output signal of the amplifier 10 is analyzed by a multi-channel pulse height analyzer. In FIG. 17, the horizontal axis represents the pulse height PH of the optical pulse signal.
(Pulse height), and the vertical axis is the number N of optical pulses at each wave height. There are two crest distribution groups in the figure,
Wave height B and below. The light pulse having a wave height of B or less is a level signal of plasin light generated when gamma rays emitted from a gamma ray source such as cobalt or cesium are attenuated by a measurement object and incident on plasin. Therefore, in this wave height distribution group, the number of light pulses changes according to the liquid level in the container 1. A group of light pulses having a wave height B or more is caused by the light pulser 9. Light pulsar 9
Light has an energy of 3.4 MeV, which is about 2.
Because it is five times larger, the wave height is higher than that of cobalt or cesium. Further, since the scintillator uses an inorganic substance of sodium iodide, the wave height distribution also has a relatively narrow Gaussian distribution, and does not mix with the level signal. Using the optical signal of the light pulser 9, the amplification degree of the measurement system is automatically corrected so as to eliminate the influence of the disturbance of the measurement system and the change with time described below, thereby realizing stable measurement.

【0006】すなわち、図17において、増幅器10の
光パルス出力は2つのコンパレータ11及び13で分離
される。第1のコンパレータ11は、比較基準波高を図
17のCの値とし、ノイズ成分以上の波高信号を通過さ
せ、演算器12でパルス数をレベル信号に演算変換し、
出力する。第2のコンパレータ13は、比較基準波高を
ライトパルサ9による光パルス集団の中心波高値Aとす
る。そして、Aより波高の大きい光パルスのみ通過させ
て、演算器14で予め設定されたパルス数と第2のコン
パレータ13を通過したパルス数(すなわち、図17に
斜線で示した部分のパルス数)を比較演算する。さら
に、演算器14は、設定値との差がなくなるように、光
電子増倍管6への印加電圧を制御するHV(High Volta
ge)制御回路16に信号を供給する。高圧電源15は、
HV制御回路16からの信号に従って、光電子倍増管6
に高電圧を印加する。
That is, in FIG. 17, the optical pulse output of the amplifier 10 is separated by two comparators 11 and 13. The first comparator 11 sets the comparison reference wave height to the value of C in FIG. 17, passes a wave height signal equal to or higher than the noise component, and the arithmetic unit 12 converts the number of pulses into a level signal, and
Output. The second comparator 13 sets the comparison reference wave height as the center wave height value A of the light pulse group by the light pulser 9. Then, only the light pulse having a wave height larger than A is passed, and the number of pulses set in advance by the arithmetic unit 14 and the number of pulses passed through the second comparator 13 (that is, the number of pulses indicated by oblique lines in FIG. 17) Is compared. Further, the arithmetic unit 14 controls the voltage applied to the photomultiplier tube 6 so that the difference from the set value is eliminated.
ge) Supply a signal to the control circuit 16. The high voltage power supply 15
According to the signal from the HV control circuit 16, the photomultiplier tube 6
A high voltage is applied to.

【0007】ライトパルサ9の発する光パルスの数は、
α線源の半減期が433年と永いため、非常に安定的で
ある。したがって、上記のように第2のコンパレータ1
3を通過するパルス数が一定となるように、高圧電源1
5を制御することにより、レベル信号を含めた光パルス
の測定系の増幅度を一定に保持できる。例えば、光電子
増倍管6の温度による増幅度変化(約−0.2〜−0.
4%/度C)、経年変化による増幅度変化、プラシン5
内の光透過率の変化、及び増幅器10の増幅度の温度変
化が生じたとしても、全体としては光電子増倍管6の増
幅度は高圧電源15出力電圧を変えて補正でき、レベル
を安定に測定できる。
The number of light pulses emitted from the light pulser 9 is as follows:
Since the half-life of the α-ray source is as long as 433 years, it is very stable. Therefore, as described above, the second comparator 1
3 so that the number of pulses passing through 3 becomes constant.
By controlling 5, the amplification degree of the optical pulse measurement system including the level signal can be kept constant. For example, a change in the amplification degree depending on the temperature of the photomultiplier tube 6 (about -0.2 to -0.0.
4% / degree C), change in amplification due to aging, plus 5
Even if there is a change in the light transmittance inside and a change in the temperature of the amplification degree of the amplifier 10, the amplification degree of the photomultiplier tube 6 can be corrected by changing the output voltage of the high-voltage power supply 15 as a whole, and the level can be stabilized. Can be measured.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガンマ線計測装置にあっては、測定系の安定度は、
室温近傍では非常に良好であるが、周囲温度が−10〜
50度Cと大幅に変化すると、ライトパルサ9に使用し
ているシンチレータであるヨウ化ナトリウムの発光能が
変化し、発光パルスの波高が変化してしまっていた。し
たがって、測定精度が劣化してしまっていた。
However, in the above conventional gamma ray measuring apparatus, the stability of the measuring system is as follows.
Very good around room temperature, but ambient temperature is -10
When the temperature greatly changes to 50 ° C., the luminous ability of sodium iodide, which is a scintillator used in the light pulser 9, changes, and the wave height of the luminescence pulse changes. Therefore, the measurement accuracy has deteriorated.

【0009】また、α線の放射線源であるアメリシウム
には原子崩壊特有の統計ノイズがあり、計器精度を良好
なものとするためには、線源量の大きいものを使用する
か、数10分間の積算計測が必要となり、測定時間が長
くなってしまうという問題点があった。
Americium, which is an α-ray radiation source, has statistical noise peculiar to atomic decay. To improve the instrument accuracy, use a source with a large amount of radiation or use for several tens of minutes. However, there is a problem that the measurement time is lengthened.

【0010】さらに、ライトパルサ9として、α線の放
射線源を使用しているが、一般的に放射線源の管理は、
困難性があり、ガンマ線源の管理のみならず、α線源を
も管理しなければならず、管理に多大な経費や労力を費
やさねばならなかった。
Further, a radiation source of α rays is used as the light pulser 9.
Due to the difficulty, it was necessary to manage not only the gamma ray source but also the α ray source, and a great deal of cost and labor had to be spent on the management.

【0011】また、ライトパルサ9のパルス波高は、固
定的であり、所望の値に変化できるものではない。例え
ば、測定対象が密度が低いものから高いものに変化した
場合、ガンマ線源を放射エネルギーが小さい、例えば、
セシュウムから放射エネルギーが大きいコバルトに換え
る必要がある。この場合、α線源のパルス波高が固定的
であるで、コバルトの波高レベルとα線源の波高レベル
とがオーバーラップしてしまう。したがって、ガンマ線
源のパルスとα線源のパルスとの明確な分離が困難とな
り、測定精度が低下してしまっていた。
The pulse height of the light pulser 9 is fixed and cannot be changed to a desired value. For example, when the measurement object changes from a low density to a high density, the radiant energy of the gamma ray source is small, for example,
It is necessary to switch from cesium to cobalt, which has high radiant energy. In this case, since the pulse height of the α-ray source is fixed, the peak level of cobalt and the peak level of the α-ray source overlap. Therefore, it is difficult to clearly separate the pulse of the gamma-ray source from the pulse of the α-ray source, and the measurement accuracy is reduced.

【0012】本発明の目的は、周囲温度変化の影響及び
統計ノイズが少なく、管理が容易で、測定対象の変更に
も精度良く対応でき、測定精度が向上されたガンマ線計
測装置を実現することである。
An object of the present invention is to provide a gamma ray measuring apparatus which is less affected by changes in ambient temperature and statistical noise, is easy to manage, can accurately cope with changes in the object to be measured, and has improved measurement accuracy. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】(1)本発明は、上記目
的を達成するため、次のように構成される。すなわち
ガンマ線計測装置において、出力パルス幅が調整可能な
パルス信号発生手段と、上記パルス信号発生手段からの
パルス信号に基づいて、ガンマ線源から発生されるパル
ス信号のパルス幅とは異なるパルス幅の光パルス信号を
発生する基準光発生手段と、上記パルス信号発生手段か
ら発生されるパルス信号の波高を、周囲温度の変化に応
じて変化させ、上記基準光発生手段から発生される光パ
ルス信号の発光量が周囲温度の変化に関係なくほぼ一定
量とさせる温度補償手段と、上記光電気変換手段を介し
て供給される上記基準光発生手段からのパルス信号のパ
ルス数が、所定の値となるように、上記光電気変換手段
への供給電圧を変化させる電圧制御手段とを備える。
Means for Solving the Problems (1) The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is ,
In a gamma ray measuring device, a pulse signal generating means capable of adjusting an output pulse width, and an optical pulse having a pulse width different from a pulse width of a pulse signal generated from a gamma ray source based on a pulse signal from the pulse signal generating means. A reference light generating means for generating a signal, and changing the wave height of the pulse signal generated from the pulse signal generating means in accordance with a change in the ambient temperature, thereby obtaining a light emission amount of the optical pulse signal generated from the reference light generating means. And a temperature compensating means for making the amount substantially constant irrespective of a change in the ambient temperature, and a pulse number of a pulse signal from the reference light generating means supplied via the photoelectric conversion means so that the pulse number becomes a predetermined value. , and a voltage control means for varying the supply voltage to the photoelectric conversion means.

【0014】(2)また、ガンマ線計測装置において、
出力パルス信号の波高レベルが調整可能なパルス信号発
生手段と、上記パルス信号発生手段からのパルス信号に
基づいて、ガンマ線源から発生されるパルス信号の波高
レベルとは異なる波高レベルの光パルス信号を発生する
基準光発生手段と、上記パルス信号発生手段から発生さ
れるパルス信号の波高を、周囲温度の変化に応じて変化
させ、上記基準光発生手段から発生される光パルス信号
の発光量が周囲温度の変化に関係なくほぼ一定量とさせ
る温度補償手段と、上記光電気変換手段を介して供給さ
れる、上記基準光発生手段からのパルス信号のパルス数
が所定の値となるように、上記光電気変換手段への供給
電圧を変化させる電圧制御手段とを備える。
(2) In the gamma ray measuring device,
A pulse signal generating means capable of adjusting the crest level of the output pulse signal; and an optical pulse signal having a crest level different from the crest level of the pulse signal generated from the gamma ray source, based on the pulse signal from the pulse signal generating means. The reference light generating means and the pulse height of the pulse signal generated from the pulse signal generating means are changed in accordance with a change in the ambient temperature, and the light emission amount of the light pulse signal generated from the reference light generating means is changed. Temperature compensating means for making the amount substantially constant irrespective of a change in temperature, and the pulse number of the pulse signal from the reference light generating means, which is supplied via the photoelectric conversion means, has a predetermined value. and a voltage control means for varying the supply voltage to the photoelectric conversion means.

【0015】(3)また、ガンマ線計測装置において、
出力パルス数が一定したパルス信号発生手段と、上記パ
ルス信号発生手段からのパルス信号に基づいて、所定の
パルス数である光パルス信号を発生する基準光発生手段
と、上記パルス信号発生手段から発生されるパルス信号
の波高を、周囲温度の変化に応じて変化させ、上記基準
光発生手段から発生される光パルス信号の発光量が周囲
温度の変化に関係なくほぼ一定量とさせる温度補償手段
と、上記光電気変換手段を介して供給される、上記基準
光発生手段からのパルス信号のパルス数が所定の値とな
るように、上記光電気変換手段への供給電圧を変化させ
る電圧制御手段とを備える。
(3) In the gamma ray measuring device,
Pulse signal generating means having a constant number of output pulses, reference light generating means for generating a light pulse signal having a predetermined number of pulses based on the pulse signal from the pulse signal generating means, Temperature compensating means for changing the wave height of the pulse signal to be generated in accordance with a change in the ambient temperature, so that the light emission amount of the optical pulse signal generated from the reference light generating means is substantially constant regardless of the change in the ambient temperature. Voltage control means for changing the supply voltage to the photoelectric conversion means so that the number of pulses of the pulse signal from the reference light generation means becomes a predetermined value, supplied through the photoelectric conversion means ; equipped with a.

【0016】(4)好ましくは、上記(1)、(2)、
(3)において、上記基準光発生手段は、発光ダイオー
ドであり、この発光ダイオードに供給されるパルス信号
のパルス幅が1〜10μsであるか、この発光ダイオー
ドの発光波長が400〜600nmであるか、又は、こ
の発光ダイオードから上記光電気変換手段を介して発生
されるパルス信号の計数率が、ガンマ線から上記光電気
変換手段を介して発生されるパルス信号の計数率の0.
5%〜10%である。 (5)また、好ましくは、上記(1)、(2)、(3)
において、上記光電気変換手段からの信号を増幅する増
幅器と、上記増幅器からの出力信号から、ガンマ線源に
基づく信号を抽出する第1のコンパレータと、第1のコ
ンパレータにより抽出された信号に基づいて、被測定物
のレベルや密度等を演算する第1の演算器と、上記増幅
器からの出力信号から、ガンマ線源に基づく信号と基準
光発生手段に基づく信号とを分離する時定数回路と、上
記時定数回路からの出力信号から基準光発生手段に基
づく信号を抽出する第2のコンパレータと、第2のコン
パレータにより抽出された信号のパルス数と所定数とを
比較し、上記パルス数と所定数との差を演算する第2の
演算器と、上記光電気変換手段へ高電圧を供給する高圧
電源とをさらに備え、上記電圧制御手段は、第2の演算
器の出力信号に従って高圧電源の出力電圧を変化させ
る。 (6)また、好ましくは、上記(5)において、MVを
制御信号、PBを比例帯、Pinを第2のコンパレータの
出力信号のパルス数、Prを基準光発生手段から全発生
パルス数、PSをPinとPrとの基準比率、Tiを積分時
間とすると、第2の演算器は、MV=(1/PB)(P
S−(Pin/Pr))/(Ti+1)で示されるPI制御
演算を実行し、制御信号MVを上記電圧制御手段に供給
する。 (7)また、好ましくは、上記(1)、(2)、(3)
において、基準光発生手段は、発光ダイオードであり、
この発光ダイオードは1つのパッケージ内に、発光波長
が互いに異なる2個の発光ダイオード素子を内蔵する。 (8)また、好ましくは、上記(7)において、上記パ
ルス信号発生手段の出力パルス信号から、パルス信号の
発生タイミングが交互となった2種類のパルス信号を発
生させるパルス信号分割手段をさらに備え、上記2個の
発光ダイオード 素子は、上記2種類のパルス信号が供給
され、実質的に交互に発光する。 (9)また、好ましくは、上記(6)において、比Pin
/Prは、0.02≦Pin/Pr≦0.2であり、0.8
≦Pin/Pr≦0.98である。 (10)また、好ましくは、上記(1)、(2)、
(3)において、少なくとも、光電気変換手段と、パル
ス信号発生手段と、温度補償手段と、電圧制御手段と、
基準光発生手段とは、耐圧防爆構造のケースに収容さ
れ、この耐圧防爆構造のケースは、プラスチックシンチ
レータと結合され、この結合面には2ヶ所の独立した光
通路が形成されている。
(4) Preferably, the above (1), (2),
In (3), the reference light generating means includes a light emitting diode.
Pulse signal supplied to the light emitting diode.
The pulse width of the light emitting diode is 1 to 10 μs.
The emission wavelength of the laser is 400 to 600 nm, or
Generated from the light emitting diode through the photoelectric conversion means
The counting rate of the pulse signal
The count rate of the pulse signal generated via the conversion means is set to 0.
5% to 10%. (5) Preferably, the above (1), (2), (3)
Wherein the signal from the photoelectric conversion means is amplified.
From the amplifier and the output signal from the amplifier to the gamma ray source
A first comparator for extracting a signal based on the first
Based on the signal extracted by the comparator,
A first computing unit for computing the level, density, etc. of the
Gamma-ray source based signal and reference
A time constant circuit for separating the signal based on the light generating means;
From the output signal from the serial time constant circuit, a reference light generation means based on
And a second comparator for extracting the following signal.
The number of pulses of the signal extracted by the parator and a predetermined number
Comparing and calculating a difference between the number of pulses and a predetermined number.
A high-voltage unit for supplying a high voltage to the arithmetic unit and the photoelectric conversion unit.
A power supply, wherein the voltage control means includes a second operation
The output voltage of the high-voltage power supply according to the output signal of the
You. (6) Preferably, in the above (5), the MV is
The control signal, PB is the proportional band, Pin is the second comparator
All the number of pulses of output signal and Pr are generated from the reference light generator
When the number of pulses, PS is the reference ratio of Pin and Pr, and Ti is integrated
If it is between, the second computing unit calculates MV = (1 / PB) (P
PI control represented by S− (Pin / Pr)) / (Ti + 1)
Executes the operation and supplies the control signal MV to the voltage control means.
I do. (7) Preferably, the above (1), (2), (3)
Wherein the reference light generating means is a light emitting diode,
This light emitting diode has a light emitting wavelength in one package.
Include two light emitting diode elements different from each other. (8) Preferably, in (7) above,
From the pulse signal output from the pulse signal generation means
Generates two types of pulse signals with alternate generation timing
And a pulse signal dividing means for generating the pulse signal.
The above two types of pulse signals are supplied to the light emitting diode element
And emit light substantially alternately. (9) Preferably, in the above (6), the ratio Pin
/ Pr is 0.02 ≦ Pin / Pr ≦ 0.2, and 0.8
≤ Pin / Pr ≤ 0.98. (10) Also, preferably, the above (1), (2),
In (3), at least the photoelectric conversion means and the pallet
Signal generation means, temperature compensation means, voltage control means,
The reference light generator is housed in a flameproof structure case.
This explosion-proof case is made of plastic
And two independent light sources on this connection surface.
A passage is formed.

【0017】[0017]

【作用】基準光発生手段が発生する光量は、温度補償手
段により、温度補償され、周囲温度の変化に関係なく、
ほぼ一定量となる。電圧制御手段は、基準光発生手段か
らのパルス信号のパルス数が所定の値となるように、光
電気変換手段への供給電圧を調整する。基準光発生手段
の発生光量は、安定しているで、電圧制御手段による供
給電圧の調整は、高精度に実行される。したがって、被
測定物のレベルや密度等が正確に測定される。温度補償
された基準光発生手段の他に、周囲温度の変化によって
発生光量が変化する光発生手段を配置して、周囲温度の
状態を検出することもできる。
The amount of light generated by the reference light generating means is temperature compensated by the temperature compensating means.
It is almost constant. The voltage control means adjusts the supply voltage to the photoelectric conversion means so that the number of pulses of the pulse signal from the reference light generation means has a predetermined value. Since the amount of light generated by the reference light generator is stable, the adjustment of the supply voltage by the voltage controller is performed with high accuracy. Therefore, the level, density, and the like of the measured object are accurately measured. In addition to the temperature-compensated reference light generating means, a light generating means whose amount of generated light changes according to a change in the ambient temperature may be arranged to detect the state of the ambient temperature.

【0018】[0018]

【実施例】図1は、本発明の一実施例であるガンマ線計
測装置の概略構成図である。この図1の例と図16の従
来例と異なる点は、プラシン5の下部近傍に配置された
発光ダイオード17(基準光発生素子)と、発光ダイオ
ード17を励起するパルス発振器18と、周囲温度が変
化しても発光ダイオード17の発光量が一定となるよう
に、発光ダイオード17に流れる電流を制御する温度補
正回路19と、時定数回路20とが配置されていること
である。図1において、パルス発振器18のパルス幅及
びパルス波高は、調整可能となっている。このパルス発
振器18からのパルス信号は、温度補償回路19を介し
て発光ダイオード17に供給される。そして、発光ダイ
オード17は、供給されたパルス信号に従って発光す
る。発光ダイオード17から発生された光は、検出器7
内で散乱反射し、プラスチックシンチレータ5に入射す
る。そして、シンチレータ5内で更に散乱反射して、光
電子増倍管6にガンマ線によるプラシン光と共に入射す
る。両光信号(パルス幅は、互いに異なる)は、増幅器
10で増幅され、第1のコンパレータ11を通過したパ
ルスは、演算器12で演算され、正規化されたレベル信
号となり、図示しない変換器に供給される。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a gamma ray measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The difference between the example of FIG. 1 and the conventional example of FIG. 16 is that the light emitting diode 17 (reference light generating element) arranged near the lower portion of the plasticine 5, the pulse oscillator 18 for exciting the light emitting diode 17, and the ambient temperature are different. A temperature correction circuit 19 for controlling a current flowing through the light emitting diode 17 and a time constant circuit 20 are provided so that the amount of light emitted from the light emitting diode 17 is constant even if the light emission changes. In FIG. 1, the pulse width and pulse height of the pulse oscillator 18 are adjustable. The pulse signal from the pulse oscillator 18 is supplied to the light emitting diode 17 via the temperature compensation circuit 19. Then, the light emitting diode 17 emits light according to the supplied pulse signal. The light generated from the light emitting diode 17 is detected by the detector 7.
The light is scattered and reflected in the inside and enters the plastic scintillator 5. Then, the light is further scattered and reflected in the scintillator 5, and is incident on the photomultiplier tube 6 together with the gamma-ray plasin light. Both optical signals (pulse widths different from each other) are amplified by the amplifier 10, and the pulse that has passed through the first comparator 11 is calculated by the calculator 12, becomes a normalized level signal, and is sent to a converter (not shown). Supplied.

【0019】一方、時定数回路20に供給された両光信
号はτ=CRの時定数を有するCR回路で減衰され、パ
ルス幅に応じて、パルス波高分布が図8に示す分布から
図9に示す分布のように、発光ダイオード光信号(斜線
部)とプラシン信号とが分離した分布となる。発光ダイ
オード光とプラシン光とを更に精度良く分離するため、
第2のコンパレータ13の前段に発光ダイオードの励起
パルスで同期検波する検波器を設けてもよい。
On the other hand, both optical signals supplied to the time constant circuit 20 are attenuated by a CR circuit having a time constant of τ = CR, and the pulse height distribution changes from the distribution shown in FIG. As shown in the distribution, the light-emitting diode optical signal (shaded portion) and the plasin signal are separated. In order to separate light emitting diode light and plasin light more accurately,
A detector that performs synchronous detection with the excitation pulse of the light emitting diode may be provided in a stage preceding the second comparator 13.

【0020】さて、時定数回路20を通過して得られた
信号は、第2コンパレータ13により、図9に示す比較
電圧VC2以上の信号が選別され、演算器14に供給され
る。そして、演算器14においては、コンパレータ13
を通過した発光ダイオード光信号の計数値が、一定にな
るように次式(1)で示すPI制御をし、HV制御回路
16に制御信号を供給する。そして、HV制御回路16
により、高圧電源15から光電子増倍管6に供給される
電圧が制御される。 MV=(1/PB)(PS−(Pin/Pr))/(Ti+1) −−− (1) ただし、MVは制御出力、PBは比例帯、Pinは第2の
コンパレータ13を通過した発光ダイオードのパルス
数、Prは発光ダイオード全パルス数(励起周波数)、
PSはパルス数PinとPrとの比の基準値、Tiは積分
時間である。PinとPrとの比Pin/Prは、0.02
≦Pin/Pr≦0.2、0.8≦Pin/Pr≦0.98に
設定される。
The signal obtained by passing through the time constant circuit 20 is selected by the second comparator 13 from the comparison voltage VC2 shown in FIG. Then, in the arithmetic unit 14, the comparator 13
The PI control represented by the following equation (1) is performed so that the count value of the light-emitting diode optical signal that has passed through becomes constant, and a control signal is supplied to the HV control circuit 16. Then, the HV control circuit 16
Thus, the voltage supplied from the high voltage power supply 15 to the photomultiplier tube 6 is controlled. MV = (1 / PB) (PS− (Pin / Pr)) / (Ti + 1) (1) where MV is a control output, PB is a proportional band, and Pin is a light emitting diode that has passed through the second comparator 13. , Pr is the total number of pulses of the light emitting diode (excitation frequency),
PS is a reference value of the ratio between the pulse numbers Pin and Pr, and Ti is an integration time. The ratio Pin / Pr of Pin and Pr is 0.02
≦ Pin / Pr ≦ 0.2, 0.8 ≦ Pin / Pr ≦ 0.98

【0021】一般的には、半導体部品である発光ダイオ
ード17の発光量は、周囲温度の影響を受ける。しか
し、発光ダイオード17の周囲温度による影響は、十分
に補正できる。つまり、発光ダイオード17は、発光量
が周囲温度で−0.3〜−0.5%/度Cの割合で変わ
るため、発光ダイオード17の温度を検出して、発光量
が一定となるように温度補償をする必要がある。図2
は、温度補償回路19の一例を示す回路図であり、感温
素子であるサーミスタRTと抵抗R1及びR2を用いた例
である。図2において、発光ダイオード17は、抵抗R
1及びR2を介して、電源Eに接続される。そして、サー
ミスタRTが抵抗R2に並列に接続される。この温度補償
回路により、発光ダイオード17からの発光量は、温度
変化の影響が抑制される。
Generally, the amount of light emitted from the light emitting diode 17 as a semiconductor component is affected by the ambient temperature. However, the influence of the ambient temperature of the light emitting diode 17 can be sufficiently corrected. That is, since the light emission amount of the light emitting diode 17 changes at a rate of -0.3 to -0.5% / degree C at ambient temperature, the temperature of the light emitting diode 17 is detected so that the light emission amount becomes constant. Temperature compensation is required. FIG.
Is a circuit diagram showing an example of a temperature compensating circuit 19, in which a thermistor RT as a temperature-sensitive element and resistors R1 and R2 are used. In FIG. 2, the light emitting diode 17 has a resistor R
Connected to the power supply E via 1 and R2. Then, the thermistor RT is connected in parallel to the resistor R2. The temperature compensation circuit suppresses the amount of light emitted from the light emitting diode 17 from being affected by a temperature change.

【0022】図3は、温度補償回路19の他の例を示す
回路図であり、トランジスタTrを用いた例である。図
3において、発光ダイオード17は、トランジスタT
r、抵抗REを介して電源Eに接続される。そして、トラ
ンジスタTrのベースは、抵抗REに接続される。トラン
ジスタTrのベース、エミッタ間電圧VBEは、負の温度
特性があり、発光ダイオード17を流れる電流IFがベ
ース電圧をVBとすると次式(2)で表わされる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another example of the temperature compensation circuit 19, in which a transistor Tr is used. In FIG. 3, the light emitting diode 17 includes a transistor T
r, connected to the power supply E via the resistor RE. The base of the transistor Tr is connected to the resistor RE. The base-emitter voltage VBE of the transistor Tr has a negative temperature characteristic, and the current IF flowing through the light emitting diode 17 is represented by the following equation (2), where the base voltage is VB.

【0023】 IF=(VB−VBE)/RE −−− (2) 上式(2)において、電圧VBとVBEとの比を変える
と、電流IFが温度によって変化する割合を自由に調整
でき、温度補償が可能となる。なお、測温抵抗や熱電対
を利用して周囲温度検出を行い、検出した温度に応じ
て、電流IFが変化するようにして、温度補償を行うよ
うに構成することもできる。
IF = (VB−VBE) / RE (2) In the above equation (2), when the ratio between the voltages VB and VBE is changed, the rate at which the current IF changes with temperature can be freely adjusted. Temperature compensation becomes possible. In addition, it is also possible to adopt a configuration in which the ambient temperature is detected by using a temperature measuring resistor or a thermocouple, and the current IF is changed in accordance with the detected temperature to perform the temperature compensation.

【0024】発光ダイオード17の応答時間は0.05
〜0.1μsと短く、数MHzの高周波で十分応答する
ため、プラシン光と同程度の光パルスが作れ、かつ容易
にパルス数やパルスの形が変えられる。さらに、発光ダ
イオード17の発光強度は、ライトパルサ9の1000
倍以上もあるため、発光ダイオード17からの光は、プ
ラシン5の外壁を通して間接的に入射できる等の利点も
ある。発光ダイオード17の波長は、光電子増倍管6の
感度が良好な400〜600nm(青色〜緑色)を使用す
ることが好ましい。図4は、発光ダイオード17と光電
子増倍管6とを組合せ、これらのステップ応答を測定し
た結果を示すものである。図4の(b)は、発光ダイオ
ード17に流れる電流波形IDを示し、図4の(a)
は、光電子増倍管6の出力信号波形Soを示す。
The response time of the light emitting diode 17 is 0.05
Since it is as short as 0.1 μs and responds satisfactorily at a high frequency of several MHz, it is possible to generate an optical pulse equivalent to that of the plasin light, and to easily change the pulse number and pulse shape. Further, the light emission intensity of the light emitting diode 17 is 1000 light of the light pulser 9.
Since the number is twice or more, there is an advantage that the light from the light emitting diode 17 can be indirectly incident through the outer wall of the plasticine 5. It is preferable to use a wavelength of the light emitting diode 17 of 400 to 600 nm (blue to green) in which the sensitivity of the photomultiplier tube 6 is good. FIG. 4 shows the results obtained by combining the light emitting diode 17 and the photomultiplier tube 6 and measuring their step responses. FIG. 4B shows a current waveform ID flowing through the light emitting diode 17, and FIG.
Indicates an output signal waveform So of the photomultiplier tube 6.

【0025】図4に示す結果から、発光ダイオード17
の応答時間τ1は、上述のように短いが、発光ダイオー
ド17と光電子増倍管6との組合せ応答時間τは、電流
の立ち上り時間も含めて、0.5μs程度であった。ま
た、発光ダイオード17からの光はA0で示す直流成分
とB0で示す幅の交流ランダム光から成る。この交流ラ
ンダム光は、ガンマ線がプラシン5に入射して発光する
プラシン光と同様なパルス波高となるため、レベル計測
の誤差発生の原因となる。本発明の一実施例では、上記
誤差を最小限にするため、発光ダイオード17への供給
電流を、図5の(b)に示すようなパルス状電流IDと
して、交流ランダム光の影響を回避している。図5の
(a)は、光電子増倍管6の出力信号を示す。図5に示
すような信号にすると発光ダイオード信号もレベル信号
と同等のパルス光信号として取扱うことができる。図5
において、B1は発光ダイオード17に流れる電流のピ
ーク値を示し、t1は励起時間、t2は停止時間を示す。
したがって、発光ダイオード17の励起周波数fは次式
(3)で与えられる。 f=1/(t1+t2) (Hz) −−− (3) 図6及び図7は、発光ダイオード17を励起するパルス
電流と周波数を20kHz一定とし、時間t1とt2との
比を変え、プラシン5を通して、光電子増倍管6に発光
ダイオード光を入射し、光電子増倍管6からの出力信号
を波高分析した結果を示すものである。横軸はパルスの
高さ(PH)、縦軸はパルスの数(N)を示す。実線は
発光ダイオード信号L1及びL2であり、点線はプラシン
5にコバルトのガンマ線を照射したプラシン光の信号S
Pを示す。図6と図7の違いはパルスの幅t1が、図6で
はt1=20μs、図7ではt1=2μsの例である。図
6から判るように、パルス幅が大きい場合は斜線で示す
交流ランダム信号が大きく、かつ、コバルトのガンマ線
レベル信号SPとほぼ同程度のパルス高さであるため、
測定精度が劣化してしまう。また、高圧電源15を安定
に制御するための基準パルスの高さとシャープさが悪い
ため、コバルト照射によるプラシン光との分離が不正確
となり、十分安定した高圧電源の制御ができない。
From the result shown in FIG.
Is short as described above, but the combined response time τ of the light emitting diode 17 and the photomultiplier tube 6 is about 0.5 μs, including the rise time of the current. The light from the light emitting diode 17 is composed of a DC component represented by A0 and AC random light having a width represented by B0. This AC random light has a pulse height similar to that of the plasin light emitted when gamma rays enter the plasin 5 and cause an error in level measurement. In one embodiment of the present invention, in order to minimize the error, the supply current to the light emitting diode 17 is set to a pulsed current ID as shown in FIG. ing. FIG. 5A shows an output signal of the photomultiplier tube 6. With the signal shown in FIG. 5, the light emitting diode signal can be handled as a pulsed light signal equivalent to the level signal. FIG.
In B1, B1 indicates the peak value of the current flowing through the light emitting diode 17, t1 indicates the excitation time, and t2 indicates the stop time.
Therefore, the excitation frequency f of the light emitting diode 17 is given by the following equation (3). f = 1 / (t1 + t2) (Hz) (3) FIGS. 6 and 7 show that the pulse current for exciting the light emitting diode 17 and the frequency are kept constant at 20 kHz, the ratio of the time t1 to t2 is changed, 3 shows the result of a light-emitting diode light incident on the photomultiplier tube 6 through which the output signal from the photomultiplier tube 6 was subjected to wave height analysis. The horizontal axis indicates the pulse height (PH), and the vertical axis indicates the number of pulses (N). The solid lines are the light emitting diode signals L1 and L2, and the dotted line is the signal S of the plasin light obtained by irradiating plasin 5 with gamma rays of cobalt.
Indicates P. The difference between FIG. 6 and FIG. 7 is an example in which the pulse width t1 is t1 = 20 μs in FIG. 6 and t1 = 2 μs in FIG. As can be seen from FIG. 6, when the pulse width is large, the AC random signal indicated by oblique lines is large, and the pulse height is substantially the same as that of the gamma ray level signal SP of cobalt.
Measurement accuracy is degraded. Further, since the height and sharpness of the reference pulse for stably controlling the high-voltage power supply 15 are poor, separation from the plasin light by the cobalt irradiation becomes inaccurate, and it is not possible to control the high-voltage power supply sufficiently stably.

【0026】一方、パルス幅が小さい図7の場合は、斜
線で示す交流ランダム信号が非常に少なく、かつ基準パ
ルスの高さも高く、パルス高さ分布がシャープであるた
め、プラシン光のパルス高さにより、高くなり、両信号
が完全に分離できることが理解できる。しかしながら、
パルス幅を小さくすればするほど良い訳ではなく、発光
ダイオード17の励起電流のパルス幅が1μs以下とな
ると、応答時間が0.5μsとなるため、十分な発光が
得られない。したがって、パルス幅としては、1〜10
μsが最適である。通常、レベル計ではガンマ線信号の
パルス数のゼロ点とスパン点との差スパンは数10kc
ps〜数100kcpsに選ばれるが、レベルの異常を
検出する目的で使用するレベルスイッチでは数kcps
のスパンで使用することもある。このため、発光ダイオ
ード17の励起周波数は、ガンマ線信号のパルス数の1
0%以下にしないとレベル信号のうち、レベルに無関係
の固定分信号が増加し、測定精度の劣化要因となる。ま
た、周波数が小さくなりすぎると、耐ノイズ性が悪くな
り、ガンマ線信号のパルス数の0.5%以下になると、
HV制御回路16の最小調整電圧が大きくなり実用でき
ない。したがって、発光ダイオード17の励起周波数
は、ガンマ線信号のパルス数の0.5%〜10%に選定
される。なお、21はプリント基板であり、このプリン
ト基板21にパルス発振器18や増幅器10、演算回路
12、13等が配置される。
On the other hand, in the case of FIG. 7 where the pulse width is small, the AC random signal indicated by oblique lines is extremely small, the height of the reference pulse is high, and the pulse height distribution is sharp. Therefore, it can be understood that the signal becomes higher and both signals can be completely separated. However,
It is not always better to make the pulse width smaller. If the pulse width of the excitation current of the light emitting diode 17 is 1 μs or less, the response time becomes 0.5 μs, so that sufficient light emission cannot be obtained. Therefore, the pulse width is 1 to 10
μs is optimal. Normally, in a level meter, the difference span between the zero point and the span point of the number of pulses of the gamma ray signal is several tens kc.
ps to several hundred kcps, but several kcps are used for level switches used to detect abnormal levels.
Sometimes used in spans. For this reason, the excitation frequency of the light emitting diode 17 is set to one of the pulse number of the
If the level is not set to 0% or less, of the level signals, a fixed component signal irrelevant to the level increases, which causes deterioration of measurement accuracy. On the other hand, if the frequency becomes too low, the noise resistance becomes poor, and if the frequency becomes 0.5% or less of the number of pulses of the gamma ray signal,
The minimum adjustment voltage of the HV control circuit 16 becomes too large to be practical. Therefore, the excitation frequency of the light emitting diode 17 is selected to be 0.5% to 10% of the pulse number of the gamma ray signal. Reference numeral 21 denotes a printed circuit board, on which the pulse oscillator 18, the amplifier 10, the arithmetic circuits 12, 13 and the like are arranged.

【0027】以上のように、本発明の一実施例によれ
ば、基準光発生素子として、発光ダイオード17を使用
し、この発光ダイオード17の発光量の周囲温度変化を
補償する温度補償回路19を配置した。これにより、周
囲温度変化の影響が少なく、管理が容易なガンマ線計測
装置を実現することができる。また、基準光発生素子と
して、放射線源を使用した場合には、図10に示すパル
ス数Nαのように、統計ノイズが発生する。この統計ノ
イズのために、パルス数Nαは、変動幅σ=k/N0.5
だけ変動してしまう。ただし、Nはパルス数、kは定数
である。通常、パルス数Nが1000cpsでは、変動
幅σは、約1%であり、Nが100cpsでは、2.5
%〜3.0%となる。
As described above, according to one embodiment of the present invention, the light emitting diode 17 is used as the reference light generating element, and the temperature compensating circuit 19 for compensating the change in the amount of light emitted from the light emitting diode 17 with the ambient temperature is provided. Placed. This makes it possible to realize a gamma ray measuring device that is less affected by changes in the ambient temperature and that is easy to manage. When a radiation source is used as the reference light generating element, statistical noise is generated as in the pulse number Nα shown in FIG. Due to this statistical noise, the number of pulses Nα is determined by the variation range σ = k / N 0.5
Only fluctuates. Here, N is the number of pulses, and k is a constant. Usually, when the pulse number N is 1000 cps, the fluctuation width σ is about 1%, and when N is 100 cps, the fluctuation width σ is 2.5%.
% To 3.0%.

【0028】これに対して、本発明の一実施例のよう
に、基準光発光素子として発光ダイオード17を使用す
る場合には、この発光ダイオード17の発光パルス数を
図10に示すパルス数NLのように、一定とすることが
できる。したがって、基準光の検出が短時間で正確に実
行することができ、制御応答性が速いガンマ計測装置を
実行することができる。
On the other hand, when the light emitting diode 17 is used as the reference light emitting element as in one embodiment of the present invention, the number of light emitting pulses of the light emitting diode 17 is set to the pulse number NL shown in FIG. Thus, it can be constant. Therefore, the detection of the reference light can be accurately performed in a short time, and a gamma measuring device with high control response can be executed.

【0029】さらに、発光ダイオード17の発生パルス
波高を調整することができるので、測定対象の変更に伴
うガンマ線源の変更に、対応することができる。つま
り、ガンマ線源がコバルト60Co(一点鎖線)のエネル
ギーは、1.17又は1.33MeVであり、セシュウ
137Cs(破線)のエネルギーは、0.66MeVと両
線源のエネルギーには、約2倍の差がある。したがっ
て、パルス数とパルス波高との関係は、図11に示すよ
うになる。ただし、コバルト60Coは、一点鎖線で示
し、セシュウム137Csは、破線で示してある。そして、
発光ダイオード17の発生パルス信号Lが、図11に示
したようなパルス波高位置と調整すれば、コバルト60
oを線源とした場合には、線源によるパルス信号と発光
ダイオード17からのパルス信号とを容易に判別でき
る。
Furthermore, since the pulse height of the pulse generated from the light emitting diode 17 can be adjusted, it is possible to cope with a change in the gamma ray source accompanying a change in the object to be measured. That is, the energy of the gamma ray source is cobalt 60 Co (dashed line) is 1.17 or 1.33 MeV, the energy of cesium 137 Cs (dashed line) is 0.66 MeV, and the energy of both sources is about 2 There is a double difference. Therefore, the relationship between the number of pulses and the pulse height is as shown in FIG. However, cobalt 60 Co is indicated by a dashed line, and cesium 137 Cs is indicated by a broken line. And
Generating a pulse signal L of the light emitting diode 17, by adjusting the pulse height position shown in FIG. 11, cobalt 60 C
When o is the source, the pulse signal from the source and the pulse signal from the light emitting diode 17 can be easily determined.

【0030】パルス信号Lが図11に示す波高位置の場
合には、線源がコバルト60Coであっても、セシュウム
137Csであっても、線源によるパルス信号と発光ダイオ
ード17からのパルス信号とを容易に判別できる。しか
しながら、線源がセシュウム137Csの場合には、増幅器
10のダイナミックレンジの使用効率が低いものとなっ
てしまう。そこで、本発明においては、発光ダイオード
17の励起電流を調整する事ができるで、励起電流を約
1/2とし、増幅器10のゲインを約2倍とすれば、信
号Lの波高位置を図11の左方向にシフトさせ、増幅器
10のダイナミックレンジ使用効率を向上することがで
きる。
When the pulse signal L is at the peak position shown in FIG. 11, even if the source is cobalt 60 Co, cesium
Even with 137 Cs, the pulse signal from the source and the pulse signal from the light emitting diode 17 can be easily distinguished. However, when the source is cesium 137 Cs, the use efficiency of the dynamic range of the amplifier 10 is low. Therefore, in the present invention, the excitation current of the light emitting diode 17 can be adjusted. If the excitation current is reduced to about 、 and the gain of the amplifier 10 is increased to about twice, the peak position of the signal L can be adjusted as shown in FIG. Of the amplifier 10 to improve the dynamic range usage efficiency of the amplifier 10.

【0031】図12は、本発明の他の実施例の概略構成
図であり、防爆構造としたガンマ線計測装置の例であ
る。図12において、検出器7は、プラシン5を収納す
る検出部ケース22を有しており、プラシン5の上部に
は固定のためと、プラシン5の熱膨張を吸収する目的で
スペーサ23が取り付けてある。プラシン5の下部は、
検出部ケース22のフランジ24で固定される。検出部
ケース22の下側には光信号増幅部25があり、この光
信号増幅部25は、増幅部ケース26と光電子増倍管6
とを取付るベース27で囲まれている。ベース27には
光が通過する2つのガラス製の光通路があり、プラシン
光と発光ダイオード光がプラシン5からガラスを通して
光電子増倍管6に入射するガラス28と発光ダイオード
光が光信号増幅部25側から検出部ケース22へ入るた
めのガラス29がある。発光ダイオード光は効率的にプ
ラシン5へ入射できるように反射板30が、検出部ケー
ス22の内側に取付けてある。
FIG. 12 is a schematic structural view of another embodiment of the present invention, which is an example of a gamma ray measuring device having an explosion-proof structure. In FIG. 12, the detector 7 has a detector case 22 for accommodating the plasticine 5, and a spacer 23 is attached to the upper portion of the plasticine 5 for fixing and for absorbing the thermal expansion of the plasticine 5. is there. The lower part of the plasticine 5
It is fixed by the flange 24 of the detection unit case 22. An optical signal amplifying unit 25 is provided below the detecting unit case 22. The optical signal amplifying unit 25 includes an amplifying unit case 26 and a photomultiplier tube 6.
Are enclosed by a base 27 for mounting the same. The base 27 has two glass light paths through which light passes, and a glass 28 through which the plastic light and the light-emitting diode light enter the photomultiplier tube 6 through the glass from the plasticine 5 and a light signal amplifying unit 25. There is a glass 29 for entering the detection unit case 22 from the side. A reflection plate 30 is mounted inside the detection unit case 22 so that the light-emitting diode light can efficiently enter the plasticine 5.

【0032】増幅部ケース26の下側には外部と電気信
号を送受信したり、電源が供給されるための端子台31
がある。32は端子箱カバーであり、増幅部ケース26
にねじ止めされる。33ネジ穴であり、このネジ穴33
には、外部から導入される電線を保護するパイプが取付
けられる。以上説明した、増幅部ケース26、ベース2
7、ガラス28、ガラス29、端子箱カバー32は、可
燃物雰囲気中でも使用できるように防爆構造となってい
る。ガラス28は、ガラス押え34でベース27に固定
され、ガラス28と光電子増倍管6の受光面とが密着す
るように、光電子増倍管ホルダ35とスプリング36と
で、光電子増倍管6が、ガラス28に常に押えつけられ
ている。
On the lower side of the amplifying section case 26, a terminal block 31 for transmitting and receiving electric signals to and from the outside and for supplying power is provided.
There is. Reference numeral 32 denotes a terminal box cover,
Screwed into. 33 screw holes.
Is fitted with a pipe for protecting an electric wire introduced from the outside. As described above, the amplification unit case 26 and the base 2
7, glass 28, glass 29, and terminal box cover 32 have an explosion-proof structure so that they can be used even in a combustible atmosphere. The glass 28 is fixed to the base 27 by a glass retainer 34, and the photomultiplier tube 6 is fixed by the photomultiplier tube holder 35 and the spring 36 so that the glass 28 and the light receiving surface of the photomultiplier tube 6 are in close contact. , Is always pressed against the glass 28.

【0033】なお、プラシン5、ガラス28、光電子増
倍管6の境界面には光の透過性を良くするため、蒸気圧
の低いシリコン油やグリースが塗布される。また、ガラ
ス29は、発光ダイオードホルダ37でベース27に固
定される。また、ガラス29には、ベース27で固定さ
れた発光ダイオードホルダ37が接近して配置されてい
る。また、ガラス29には発光ダイオード17の光量を
調節する目的で絞りを付けたり、曇りを付けたりできる
手段を配置することもできる。
The interface between the plastic 5, the glass 28 and the photomultiplier 6 is coated with silicon oil or grease having a low vapor pressure in order to improve the light transmission. Further, the glass 29 is fixed to the base 27 by the light emitting diode holder 37. A light-emitting diode holder 37 fixed by the base 27 is disposed close to the glass 29. The glass 29 may be provided with a means for adjusting the light amount of the light emitting diode 17 so as to form an aperture or add fogging.

【0034】光電子増倍管6は、高圧電源15から高電
圧が供給され、動作される。また、高圧電源15は、プ
リント基板21上のHV制御回路16からの信号で動作
される。発光ダイオード17は、プリント基板21上の
パルス発振器18と温度補償回路19(図10には示さ
ず)からパルス信号が供給され発光する。検出部ケース
22と増幅部ケース26はネジ38で接続される。この
図12の例では、防爆構造となっているため、発光ダイ
オード17は増幅部ケース26側に設置しているが、防
爆構造が不要な場合は直接検出部ケース22に発光ダイ
オード17を設置することもある。
The photomultiplier 6 is supplied with a high voltage from a high voltage power supply 15 and is operated. The high-voltage power supply 15 is operated by a signal from the HV control circuit 16 on the printed circuit board 21. The light emitting diode 17 emits light when a pulse signal is supplied from a pulse oscillator 18 and a temperature compensation circuit 19 (not shown in FIG. 10) on the printed circuit board 21. The detection unit case 22 and the amplification unit case 26 are connected by screws 38. In the example of FIG. 12, since the light emitting diode 17 has an explosion proof structure, the light emitting diode 17 is installed on the amplification unit case 26 side. However, if the explosion proof structure is unnecessary, the light emitting diode 17 is directly installed on the detection unit case 22. Sometimes.

【0035】また、ガンマ線検出装置は屋外に取付られ
ることが多いため、内部に雨水や塵埃が侵入しないよう
に、Oリング39でシール構造となっている。さらに、
検出部ケース22内には、シリカゲル等の乾燥剤40や
脱酸素剤(たとえば 鉄粉などの物質)が入っており、
プラシン5表面の露結による、光の入射、反射性能の変
化が生じないようになっている。また、脱酸素剤によ
り、酸素によるプラシン5の黄変による透光性の劣化を
防止し、経時変化を抑制することができる。酸素による
劣化は周囲温度により異なり、30度Cでは−2%/
年、50度Cでは−5%/年にも達する。この図12の
例においても、図1の例と同様な効果を得ることができ
る。なお、図12の例は、ガンマ線レベル計の場合であ
るが、プラシン5の長さを50〜300mmと短くする
ことにより、そのままの構造で密度計やレベルスイッチ
として利用できる。
Since the gamma ray detector is often installed outdoors, it is sealed with an O-ring 39 so that rainwater and dust do not enter inside. further,
A desiccant 40 such as silica gel and an oxygen scavenger (for example, a substance such as iron powder) are contained in the detection unit case 22.
The incidence of light and the change of the reflection performance due to the dew condensation on the surface of the plasticine 5 do not occur. Further, with the oxygen scavenger, it is possible to prevent the deterioration of the translucency due to the yellowing of the plasticine 5 due to oxygen, and to suppress the change with time. Deterioration due to oxygen varies depending on the ambient temperature.
At 50 degrees C per year, it reaches -5% / year. In the example of FIG. 12, the same effect as in the example of FIG. 1 can be obtained. Although the example of FIG. 12 is a case of a gamma ray level meter, by shortening the length of the plasticine 5 to 50 to 300 mm, the structure can be used as it is as a density meter or a level switch.

【0036】図13は、本発明のさらに他の実施例の要
部概略構成図である。この図13の例においては、図1
の例における演算器14の動作を変換器41内蔵のMP
U42により実行させるように構成されている。つま
り、コンパレータ13の出力信号がMPU42に供給さ
れ、このMPU42により、HV制御のための演算が実
行される。そして、MPU42により演算された結果を
示す信号が、HV制御回路16に供給される。HV制御
回路16は、供給された信号に従って高圧電源15を制
御し、光電子増倍管6への供給電圧をコントロールす
る。また、演算器12からの出力信号はMPU42を介
して出力回路43に供給される。そして、この出力回路
43の出力信号は、上位の制御系システム等に供給され
る。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a main part of still another embodiment of the present invention. In the example of FIG. 13, FIG.
Of the operation unit 14 in the example of FIG.
It is configured to be executed by U42. That is, the output signal of the comparator 13 is supplied to the MPU 42, and the MPU 42 performs an operation for HV control. Then, a signal indicating a result calculated by the MPU 42 is supplied to the HV control circuit 16. The HV control circuit 16 controls the high-voltage power supply 15 according to the supplied signal, and controls the voltage supplied to the photomultiplier tube 6. The output signal from the arithmetic unit 12 is supplied to the output circuit 43 via the MPU 42. The output signal of the output circuit 43 is supplied to a host control system or the like.

【0037】この図13の例においても、図1の例と同
様な効果を得ることができる。なお、この図13の例に
おいては、図1及び図12の例と比較すると、外部への
接続ケーブルが2対増加するが、検出装置側の演算器1
4が省略されるため、プリント基板21を大幅に小形化
できる。さらに、変換器41に供給される発光ダイオー
ド信号から、増幅器10等に動作異常が発生した場合に
はこれを検知することができる。
In the example of FIG. 13, the same effect as in the example of FIG. 1 can be obtained. In the example of FIG. 13, the number of external connection cables is increased by two pairs as compared with the examples of FIGS. 1 and 12.
4, the printed circuit board 21 can be significantly reduced in size. Furthermore, if an operation abnormality occurs in the amplifier 10 or the like from the light emitting diode signal supplied to the converter 41, this can be detected.

【0038】ところで、ガンマ線計測装置は、可燃性雰
囲気中や、高温状態の所、粉塵中等人間が近ずけない所
に設置する場合が多い。このため、ガンマ線計測装置の
周囲状態を検知することが必要となる。周囲状態の1つ
としては、周囲温度がある。図14は、本発明のさらに
他の実施例の概略構成図であり、周囲温度状態をも検知
する例である。この図14の例と図1の例との異なる点
は、発光ダイオード17Aと、フリップフロップ回路
(パルス信号分割手段)18Aと、増幅器19Aと、コ
ンパレータ11Aと、演算器12Aとが追加されている
ところであり、その他の構成は、同様となっている。図
14において、パルス発振器18から発生されるパルス
信号は、フリップフロップ回路18Aに供給され、パル
スの発生タイミングが交互となった2種類のパルス信号
が形成される。そして、一方のパルス信号は、温度補償
回路19を介して発光ダイオード17に供給される。ま
た、フリップフロップ回路18Aからの他方のパルス信
号は、増幅器19Aに供給され、増幅された後に、発光
ダイオード17Aに供給される。発光ダイオード17A
は、周囲温度検出用であり、発光ダイオード17の近辺
に配置されている。発光ダイオード17Aは、温度補償
されていないので、発光量は周囲温度により変化する。
By the way, the gamma ray measuring device is often installed in a flammable atmosphere, in a high temperature state, in dust, or in a place where humans cannot approach. For this reason, it is necessary to detect the surrounding state of the gamma ray measuring device. One of the ambient conditions is the ambient temperature. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the present invention, in which an ambient temperature state is also detected. The difference between the example of FIG. 14 and the example of FIG. 1 is that a light emitting diode 17A, a flip-flop circuit (pulse signal dividing means) 18A, an amplifier 19A, a comparator 11A, and a calculator 12A are added. By the way, other configurations are the same. In FIG. 14, a pulse signal generated from a pulse oscillator 18 is supplied to a flip-flop circuit 18A to form two types of pulse signals in which pulse generation timing is alternated. Then, one pulse signal is supplied to the light emitting diode 17 via the temperature compensation circuit 19. The other pulse signal from the flip-flop circuit 18A is supplied to the amplifier 19A, and after being amplified, is supplied to the light emitting diode 17A. Light emitting diode 17A
Is for detecting the ambient temperature, and is disposed near the light emitting diode 17. Since the light emitting diode 17A is not temperature-compensated, the light emission amount changes depending on the ambient temperature.

【0039】光電子増倍管6からの信号は、増幅器10
を介して、時定数回路20、コンパレータ11及びコン
パレータ11Aに供給される。発光ダイオード17Aに
よる信号は、コンパレータ11Aにより選別され、演算
器12Aに供給される。そして、この演算器12Aによ
り、周囲温度が演算される。そして、周囲温度に対応し
た信号が演算器12Aから変換器に供給される。この図
14の例においても、図1の例と同様な効果が得られる
他、周囲温度の検出も行うことができる。
The signal from the photomultiplier tube 6 is supplied to an amplifier 10
Is supplied to the time constant circuit 20, the comparator 11, and the comparator 11A. The signal from the light emitting diode 17A is selected by the comparator 11A and supplied to the arithmetic unit 12A. Then, the ambient temperature is calculated by the calculator 12A. Then, a signal corresponding to the ambient temperature is supplied from the arithmetic unit 12A to the converter. In the example shown in FIG. 14, the same effects as those in the example shown in FIG. 1 can be obtained, and the ambient temperature can be detected.

【0040】図15は、本発明のさらに他の実施例の概
略構成図であり、図14の例と同様に、周囲温度状態を
も検知する例である。この図15の例と図14の例との
異なる点は、増幅器19Aが省略されているところと、
発光ダイオード17の発光波長(例えば青)と異なる発
光波長(例えば赤)の発光ダイオード17Bが配置され
ているところである。発光ダイオードの発光波長が異な
ると、光電子増倍管6のゲインが異なってくる。これに
よって、発光ダイオード17と17Bとの発光光量が異
なることと等価となる。この図15の例においては、増
幅器19Aを省略して、図14の例と同様な効果が得ら
れる。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the present invention, in which an ambient temperature state is detected similarly to the example of FIG. The difference between the example of FIG. 15 and the example of FIG. 14 is that the amplifier 19A is omitted.
Here, a light emitting diode 17B having a light emitting wavelength (for example, red) different from the light emitting wavelength (for example, blue) of the light emitting diode 17 is provided. If the light emitting wavelength of the light emitting diode is different, the gain of the photomultiplier tube 6 is different. This is equivalent to the difference between the light emission amounts of the light emitting diodes 17 and 17B. In the example of FIG. 15, the same effect as in the example of FIG. 14 can be obtained by omitting the amplifier 19A.

【0041】なお、図15の例において、発光ダイオー
ド17Bに換えて、同一波高レベルのパルス信号を供給
しても発光光量が、ダイオード17とは異なる発光ダイ
オードを使用することもできる。また、発光ダイオード
17及び17Bは、発光光量が互いに異なる2つの発光
素子を有する発光手段とすることもできる。また、図示
した例においては、基準光発生手段を発光ダイオードと
したが、発光パルス波高、発光パルス幅、発光パルス数
が調整可能な発光素子であれば発光ダイオード以外のも
のでもよい。
In the example shown in FIG. 15, it is possible to use a light emitting diode having a light emission amount different from that of the diode 17 even if a pulse signal of the same crest level is supplied instead of the light emitting diode 17B. In addition, the light emitting diodes 17 and 17B may be light emitting means having two light emitting elements that emit different amounts of light. In the illustrated example, the light emitting diode is used as the reference light generating means. However, any light emitting element other than the light emitting diode may be used as long as the light emitting pulse height, the light emitting pulse width, and the number of light emitting pulses can be adjusted.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下のような効果がある。ガンマ線源と、
棒状プラスチックシンチレータと、光信号を受信する光
電気変換手段とを有し、この光電気変換手段の出力パル
ス信号のパルス計数率により、被測定物のレベルや密度
などの変化を計測するガンマ線計測装置において、出力
パルス幅が調整可能なパルス信号発生手段と、パルス信
号発生手段からのパルス信号に基づいて、ガンマ線源か
ら発生されるパルス信号のパルス幅とは異なるパルス幅
の光パルス信号を発生する基準光発生手段と、基準光発
生手段から発生される光パルス信号の発光量が周囲温度
の変化に関係なくほぼ一定量とさせる温度補償手段と、
光電気変換手段を介して供給される基準光発生手段から
のパルス数が、所定の値となるように、光電気変換手段
への供給電圧を変化させる電圧制御手段と、を備える。
これにより、周囲温度変化の影響及び統計ノイズが少な
く、管理が容易で、測定精度が向上されたガンマ線計測
装置を実現することができる。さらに、パルス幅がガン
マ線源と基準光発生手段とは、互いに異なっているの
で、パルス信号の分離が容易で、ガンマ線源のダイナミ
ックレンジを広く取ることができる。したがって、多種
類のガンマ線源に対応可能なガンマ線計測装置が実現さ
れる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. A gamma source,
A gamma ray measuring device having a rod-shaped plastic scintillator and photoelectric conversion means for receiving an optical signal, and measuring a change in the level or density of an object to be measured by a pulse count rate of an output pulse signal of the photoelectric conversion means. , A pulse signal generator having an adjustable output pulse width, and an optical pulse signal having a pulse width different from the pulse width of the pulse signal generated from the gamma ray source is generated based on the pulse signal from the pulse signal generator. Reference light generating means, and temperature compensating means for making the light emission amount of the light pulse signal generated from the reference light generating means a substantially constant amount regardless of a change in ambient temperature,
Voltage control means for changing the supply voltage to the photoelectric conversion means so that the number of pulses from the reference light generation means supplied via the photoelectric conversion means has a predetermined value.
Thus, it is possible to realize a gamma ray measuring device that is less affected by the change in ambient temperature and statistical noise, is easier to manage, and has improved measurement accuracy. Further, since the gamma ray source and the reference light generating means have different pulse widths from each other, the pulse signals can be easily separated, and the gamma ray source can have a wide dynamic range. Therefore, a gamma ray measuring device that can support various types of gamma ray sources is realized.

【0043】また、ガンマ線源と、棒状プラスチックシ
ンチレータと、光信号を受信する光電気変換手段とを有
し、光電気変換手段の出力パルス信号のパルス計数率に
より、被測定物のレベルや密度などの変化を計測するガ
ンマ線計測装置において、出力パルス信号の波高レベル
が調整可能なパルス信号発生手段と、パルス信号発生手
段からのパルス信号に基づいて、ガンマ線源から発生さ
れるパルス信号の波高レベルとは異なる波高レベルの光
パルス信号を発生する基準光発生手段と、基準光発生手
段から発生される光パルス信号の発光量が周囲温度の変
化に関係なくほぼ一定量とさせる温度補償手段と、光電
気変換手段を介して供給される、基準光発生手段からの
パルス信号のパルス数が所定の値となるように、光電気
変換手段への供給電圧を変化させる電圧制御手段と、を
備える。これにより、周囲温度変化の影響及び統計ノイ
ズが少なく、管理が容易で、測定精度が向上されたガン
マ線計測装置を実現することができる。さらに、出力パ
ルス信号の波高レベル、つまり、基準光発生手段が発生
する光パルス信号の波高レベルが調整可能となっている
ので、ガンマ線源のと基準光発生手段とは、互いに異な
っているので、パルス信号の分離が容易で、ガンマ線源
のダイナミックレンジを広く取ることができる。したが
って、多種類のガンマ線源に対応可能なガンマ線計測装
置が実現される。
Further, the apparatus has a gamma ray source, a rod-shaped plastic scintillator, and photoelectric conversion means for receiving an optical signal. The level and density of an object to be measured are determined by the pulse count rate of the output pulse signal of the photoelectric conversion means. In a gamma ray measuring device for measuring a change in the pulse signal, a pulse signal generating means capable of adjusting a peak level of an output pulse signal, and a pulse signal generated from a gamma ray source based on a pulse signal from the pulse signal generating section. A reference light generating means for generating light pulse signals of different peak levels, a temperature compensating means for making the amount of light of the light pulse signal generated from the reference light generating means substantially constant irrespective of a change in ambient temperature; Supply to the photoelectric conversion means such that the number of pulses of the pulse signal from the reference light generation means, which is supplied through the electrical conversion means, becomes a predetermined value. Comprising a voltage control means for varying the pressure, the. Thus, it is possible to realize a gamma ray measuring device that is less affected by the change in ambient temperature and statistical noise, is easier to manage, and has improved measurement accuracy. Further, since the peak level of the output pulse signal, that is, the peak level of the optical pulse signal generated by the reference light generating means is adjustable, the gamma ray source and the reference light generating means are different from each other, Separation of the pulse signal is easy, and the dynamic range of the gamma ray source can be widened. Therefore, a gamma ray measuring device that can support various types of gamma ray sources is realized.

【0044】また、ガンマ線源と、棒状プラスチックシ
ンチレータと、光信号を受信する光電気変換手段とを有
し、この光電気変換手段の出力パルス信号のパルス計数
率により、被測定物のレベルや密度などの変化を計測す
るガンマ線計測装置において、出力パルス数が一定した
パルス信号発生手段と、所定のパルス数の光パルス信号
を発生する基準光発生手段と、基準光発生手段から発生
される光パルス信号の発光量が周囲温度の変化に関係な
くほぼ一定量とさせる温度補償手段と、光電気変換手段
を介して供給される、上記基準光発生手段からのパルス
信号のパルス数が所定の値となるように、上記光電気変
換手段への供給電圧を変化させる電圧制御手段と、を備
える。これにより、周囲温度変化の影響及び統計ノイズ
が少なく、管理が容易で、測定精度が向上されたガンマ
線計測装置を実現することができる。さらに、基準光発
生手段は、光パルス信号の発生数が一定であるので、基
準光発生手段からの光パルス信号に基づく、電圧制御を
短時間で実行することができ、測定速度が向上されたガ
ンマ線計測装置が実現される。
Further, the apparatus has a gamma ray source, a rod-shaped plastic scintillator, and photoelectric conversion means for receiving an optical signal. The level and density of the object to be measured are determined by the pulse count rate of the output pulse signal of the photoelectric conversion means. In a gamma ray measuring device for measuring changes such as, a pulse signal generating means having a constant number of output pulses, a reference light generating means for generating a light pulse signal of a predetermined number of pulses, and an optical pulse generated from the reference light generating means Temperature compensation means for making the light emission amount of the signal substantially constant regardless of changes in the ambient temperature, and the number of pulses of the pulse signal from the reference light generation means, which is supplied via the photoelectric conversion means, has a predetermined value. Voltage control means for changing a supply voltage to the photoelectric conversion means. Thus, it is possible to realize a gamma ray measuring device that is less affected by the change in ambient temperature and statistical noise, is easier to manage, and has improved measurement accuracy. Further, since the reference light generation means has a constant number of light pulse signals generated, voltage control based on the light pulse signal from the reference light generation means can be performed in a short time, and the measurement speed has been improved. A gamma ray measuring device is realized.

【0045】また、温度補償された基準光発生手段の他
に、周囲温度の変化によって発生光量が変化する光発生
手段を配置する構成によれば、周囲温度の検出も可能な
ガンマ線計測装置を実現する事ができる。
According to a configuration in which, in addition to the temperature-compensated reference light generating means, a light generating means whose amount of generated light changes due to a change in the ambient temperature is provided, a gamma ray measuring device capable of detecting the ambient temperature is realized. You can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】温度補償回路の一例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a temperature compensation circuit.

【図3】温度補償回路の他の例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of another example of the temperature compensation circuit.

【図4】発光ダイオードへの供給電流と光電子増倍管の
出力信号との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a current supplied to a light emitting diode and an output signal of a photomultiplier tube.

【図5】発光ダイオードへの供給パルス信号と光電子増
倍管の出力信号との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a pulse signal supplied to a light emitting diode and an output signal of a photomultiplier tube.

【図6】発光ダイオードへの供給パルス信号のパルス幅
が20μsの場合の、パルス数とパルス高さとの関係を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the number of pulses and a pulse height when a pulse width of a pulse signal supplied to a light emitting diode is 20 μs.

【図7】発光ダイオードへの供給パルス信号のパルス幅
が2μsの場合の、パルス数とパルス高さとの関係を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between the number of pulses and a pulse height when a pulse width of a pulse signal supplied to a light emitting diode is 2 μs.

【図8】時定数回路へ供給される信号のパルス数とパル
ス高さとの関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between the number of pulses of a signal supplied to a time constant circuit and a pulse height;

【図9】時定数回路から出力される信号のパルス数とパ
ルス高さとの関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between the number of pulses of a signal output from a time constant circuit and a pulse height;

【図10】α線源の統計ノイズを説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining statistical noise of an α-ray source.

【図11】発光ダイオードの発光パルス高さが調整可能
であることを説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining that a light emitting pulse height of a light emitting diode is adjustable.

【図12】本発明の他の実施例の概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図13】本発明のさらに他の実施例の要部概略構成図
である。
FIG. 13 is a schematic diagram of a main part of still another embodiment of the present invention.

【図14】本発明のさらに他の実施例の概略構成図であ
る。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明のさらに他の実施例の概略構成図であ
る。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the present invention.

【図16】従来のガンマ線計測装置の一例の概略構成図
である。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional gamma ray measuring device.

【図17】図16の例における光電子増倍管からの信号
のパルス数とパルス波高との関係を示す図である。
17 is a diagram showing a relationship between the number of pulses of a signal from the photomultiplier tube and a pulse height in the example of FIG. 16;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容器 2 液体 3 線源容器 4 ガンマ線源 5 プラスチックシンチレータ 6 光電子増倍管 7 検出器 8 ライトガイド 9 ライトパルサ 10、19A 増幅器 11、11A、13 コンパレータ 12、12A、14 演算器 15 高圧電源 16 HV制御回路 17、17A、17B 発光ダイオード 18 パルス発振器 18A フリップフロップ回路 19 温度補償回路 20 時定数回路 41 変換器 42 MPU 43 出力回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Liquid 3 Radiation source container 4 Gamma ray source 5 Plastic scintillator 6 Photomultiplier tube 7 Detector 8 Light guide 9 Light pulser 10, 19A Amplifier 11, 11A, 13 Comparator 12, 12A, 14 Operation unit 15 High voltage power supply 16 HV control Circuit 17, 17A, 17B Light emitting diode 18 Pulse oscillator 18A Flip-flop circuit 19 Temperature compensation circuit 20 Time constant circuit 41 Converter 42 MPU 43 Output circuit

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 測定容器の一方の側に配置されたガンマ
線源と、上記測定容器を間にして上記ガンマ線源と対向
する位置に配置された棒状プラスチックシンチレータ
と、この棒状プラスチックシンチレータの一端に直接又
はライトガイドを介して光信号を受信する光電気変換手
段とを有し、この光電気変換手段の出力パルス信号のパ
ルス計数率により、上記測定容器内の被測定物のレベル
や密度などの変化を計測するガンマ線計測装置におい
て、 出力パルス幅が調整可能なパルス信号発生手段と、 上記パルス信号発生手段からのパルス信号に基づいて、
ガンマ線源から発生されるパルス信号のパルス幅とは異
なるパルス幅の光パルス信号を発生する基準光発生手段
と、 上記パルス信号発生手段から発生されるパルス信号の波
高を、周囲温度の変化に応じて変化させ、上記基準光発
生手段から発生される光パルス信号の発光量が周囲温度
の変化に関係なくほぼ一定量とさせる温度補償手段と、 上記光電気変換手段を介して供給される上記基準光発生
手段からのパルス信号のパルス数が、所定の値となるよ
うに、上記光電気変換手段への供給電圧を変化させる電
圧制御手段と、 を備えることを特徴とするガンマ線計測装置。
1. A gamma ray source disposed on one side of a measurement container, a rod-shaped plastic scintillator disposed at a position facing the gamma ray source with the measurement container interposed therebetween, and directly connected to one end of the rod-shaped plastic scintillator. Or a photoelectric conversion means for receiving an optical signal through a light guide, and the level or density of the object to be measured in the measurement container is changed by the pulse count rate of the output pulse signal of the photoelectric conversion means. A gamma ray measuring device for measuring the pulse signal, wherein a pulse signal generating means capable of adjusting an output pulse width; and a pulse signal from the pulse signal generating means,
A reference light generating means for generating an optical pulse signal having a pulse width different from the pulse width of the pulse signal generated from the gamma ray source; and a wave height of the pulse signal generated from the pulse signal generating means according to a change in ambient temperature. Temperature compensating means for causing the light emission amount of the optical pulse signal generated from the reference light generating means to be substantially constant irrespective of a change in ambient temperature; and the reference supplied through the photoelectric conversion means. A gamma ray measuring device, comprising: voltage control means for changing a supply voltage to the photoelectric conversion means so that the number of pulses of the pulse signal from the light generation means has a predetermined value.
【請求項2】 測定容器の一方の側に配置されたガンマ
線源と、上記測定容器を間にして上記ガンマ線源と対向
する位置に配置された棒状プラスチックシンチレータ
と、この棒状プラスチックシンチレータの一端に直接又
はライトガイドを介して光信号を受信する光電気変換手
段とを有し、この光電気変換手段の出力パルス信号のパ
ルス計数率により、上記測定容器内の被測定物のレベル
や密度などの変化を計測するガンマ線計測装置におい
て、 出力パルス信号の波高レベルが調整可能なパルス信号発
生手段と、 上記パルス信号発生手段からのパルス信号に基づいて、
ガンマ線源から発生されるパルス信号の波高レベルとは
異なる波高レベルの光パルス信号を発生する基準光発生
手段と、 上記パルス信号発生手段から発生されるパルス信号の波
高を、周囲温度の変化に応じて変化させ、上記基準光発
生手段から発生される光パルス信号の発光量が周囲温度
の変化に関係なくほぼ一定量とさせる温度補償手段と、 上記光電気変換手段を介して供給される、上記基準光発
生手段からのパルス信号のパルス数が所定の値となるよ
うに、上記光電気変換手段への供給電圧を変化させる電
圧制御手段と、 を備えることを特徴とするガンマ線計測装置。
2. A gamma ray source disposed on one side of a measurement container, a rod-shaped plastic scintillator disposed at a position facing the gamma ray source with the measurement container interposed therebetween, and directly connected to one end of the rod-shaped plastic scintillator. Or a photoelectric conversion means for receiving an optical signal through a light guide, and the level or density of the object to be measured in the measurement container is changed by the pulse count rate of the output pulse signal of the photoelectric conversion means. In a gamma ray measuring device for measuring the pulse signal, a pulse signal generating means capable of adjusting the peak level of the output pulse signal, and based on the pulse signal from the pulse signal generating means,
A reference light generating means for generating a light pulse signal having a crest level different from the crest level of the pulse signal generated from the gamma ray source; and a crest of the pulse signal generated from the pulse signal generating means according to a change in ambient temperature. Temperature compensating means for causing the light emission amount of the optical pulse signal generated from the reference light generating means to be substantially constant irrespective of a change in the ambient temperature, and supplied through the photoelectric conversion means. A gamma ray measuring device, comprising: voltage control means for changing a supply voltage to the photoelectric conversion means so that the number of pulses of the pulse signal from the reference light generation means has a predetermined value.
【請求項3】 測定容器の一方の側に配置されたガンマ
線源と、上記測定容器を間にして上記ガンマ線源と対向
する位置に配置された棒状プラスチックシンチレータ
と、この棒状プラスチックシンチレータの一端に直接又
はライトガイドを介して光信号を受信する光電気変換手
段とを有し、この光電気変換手段の出力パルス信号のパ
ルス計数率により、上記測定容器内の被測定物のレベル
や密度などの変化を計測するガンマ線計測装置におい
て、 出力パルス数が一定したパルス信号発生手段と、 上記パルス信号発生手段からのパルス信号に基づいて、
所定のパルス数である光パルス信号を発生する基準光発
生手段と、 上記パルス信号発生手段から発生されるパルス信号の波
高を、周囲温度の変化に応じて変化させ、上記基準光発
生手段から発生される光パルス信号の発光量が周囲温度
の変化に関係なくほぼ一定量とさせる温度補償手段と、 上記光電気変換手段を介して供給される、上記基準光発
生手段からのパルス信号のパルス数が所定の値となるよ
うに、上記光電気変換手段への供給電圧を変化させる電
圧制御手段と、 を備えることを特徴とするガンマ線計測装置。
3. A gamma ray source disposed on one side of a measurement container, a rod-shaped plastic scintillator disposed at a position facing the gamma ray source with the measurement container interposed therebetween, and directly connected to one end of the rod-shaped plastic scintillator. Or a photoelectric conversion means for receiving an optical signal through a light guide, and the level or density of the object to be measured in the measurement container is changed by the pulse count rate of the output pulse signal of the photoelectric conversion means. In a gamma ray measuring device for measuring the pulse signal, a pulse signal generating means having a constant output pulse number, and a pulse signal from the pulse signal generating means,
A reference light generating means for generating an optical pulse signal having a predetermined number of pulses; and a wave height of the pulse signal generated from the pulse signal generating means is changed in accordance with a change in ambient temperature, and the reference light generating means generates the pulse height. Temperature compensating means for making the amount of emitted light pulse signal substantially constant regardless of changes in the ambient temperature; and the number of pulses of the pulse signal from the reference light generating means supplied through the photoelectric conversion means And a voltage control means for changing a supply voltage to the photoelectric conversion means so that the value of the photoelectric conversion means becomes a predetermined value.
【請求項4】 請求項1、2、3のうちのいずれか一項
記載のガンマ線計測装置において、上記基準光発生手段
は、発光ダイオードであり、この発光ダイオードに供給
されるパルス信号のパルス幅が1〜10μsであること
を特徴とするガンマ線計測装置。
4. The gamma ray measuring device according to claim 1, wherein the reference light generating means is a light emitting diode, and a pulse width of a pulse signal supplied to the light emitting diode. Is 1 to 10 μs.
【請求項5】 請求項1、2、3のうちのいずれか一項
記載のガンマ線計測装置において、上記基準光発生手段
は、発光ダイオードであり、この発光ダイオードの発光
波長が400〜600nmであることを特徴とするガン
マ線計測装置。
5. The gamma ray measuring device according to claim 1, wherein the reference light generating means is a light emitting diode, and the light emitting diode has an emission wavelength of 400 to 600 nm. A gamma ray measuring device, characterized in that:
【請求項6】 請求項1、2、3のうちのいずれか一項
記載のガンマ線計測装置において、上記基準光発光手段
は、発光ダイオードであり、この発光ダイオードから上
記光電気変換手段を介して発生されるパルス信号の計数
率が、ガンマ線から上記光電気変換手段を介して発生さ
れるパルス信号の計数率の0.5%〜10%であること
を特徴とするガンマ線計測装置。
6. The gamma ray measuring device according to claim 1, wherein the reference light emitting unit is a light emitting diode, and the reference light emitting unit is connected to the reference light emitting unit via the photoelectric conversion unit. A gamma ray measuring device, wherein a count rate of a generated pulse signal is 0.5% to 10% of a count rate of a pulse signal generated from a gamma ray through the photoelectric conversion means.
【請求項7】 請求項1、2、3のうちのいずれか一項
記載のガンマ線計測装置において、上記光電気変換手段からの信号を増幅する増幅器と、 上記増幅器からの出力信号から、ガンマ線源に基づく信
号を抽出する第1のコンパレータと、 第1のコンパレータにより抽出された信号に基づいて、
被測定物のレベルや密度等を演算する第1の演算器と、 上記増幅器からの出力信号から、ガンマ線源に基づく信
号と基準光発生手段に基づく信号とを分離する時定数回
路と、 上記時定数回路からの出力信号から、基準光発生手段に
基づく信号を抽出する第2のコンパレータと、 第2のコンパレータにより抽出された信号のパルス数と
所定数とを比較し、上記パルス数と所定数との差を演算
する第2の演算器と、 上記光電気変換手段へ高電圧を供給する高圧電源と、 をさらに備え、上記電圧制御手段は、第2の演算器の出
力信号に従って、高圧電源の出力電圧を変化させる こと
を特徴とするガンマ線計測装置。
7. The gamma ray measuring device according to claim 1, wherein an amplifier for amplifying a signal from said photoelectric conversion means , and a gamma ray source from an output signal from said amplifier. Trust based on
A first comparator for extracting a signal, and a signal extracted by the first comparator.
A first calculator for calculating the level and density of the device under test, and a signal based on a gamma ray source from an output signal from the amplifier.
Time constant for separating the signal from the signal based on the reference light generation means.
And road, from the output signal from the time constant circuit, a reference light generation means
A second comparator for extracting a signal based on the number of pulses of the signal extracted by the second comparator;
Calculates the difference between the above pulse number and the specified number by comparing with the specified number
And a high-voltage power supply for supplying a high voltage to the photoelectric conversion unit, wherein the voltage control unit outputs the second operation unit.
A gamma ray measuring device characterized by changing an output voltage of a high voltage power supply according to a force signal .
【請求項8】 請求項記載のガンマ線計測装置におい
て、MVを制御信号PBを比例帯、Pinを第2のコン
パレータの出力信号のパルス数、Prを基準光発生手段
から全発生パルス数、PSをPinとPrとの基準比率、
Tiを積分時間とすると、第2の演算器は、MV=(1
/PB)(PS−(Pin/Pr))/(Ti+1)で示さ
れるPI制御演算を実行し、制御信号MVを上記電圧制
御手段に供給することを特徴とするガンマ線計測装置。
8. The gamma ray measuring device according to claim 7 , wherein MV is a control signal , PB is a proportional band, and Pin is a second control signal .
The number of pulses of the output signal of the parator, Pr, is used as a reference light generating means.
From the total number of generated pulses, PS is the reference ratio between Pin and Pr,
If Ti is the integration time, the second computing unit calculates MV = (1
/ PB) (PS- (Pin / Pr)) / (Ti + 1)
The control signal MV is controlled by the voltage control described above.
A gamma ray measuring device for supplying to a control means .
【請求項9】 請求項1、2、3のうちのいずれか一項
記載のガンマ線計測装置において、基準光発生手段は、
発光ダイオードであり、この発光ダイオードは1つのパ
ッケージ内に、発光波長が互いに異なる2個の発光ダイ
オード素子を内蔵したことを特徴とするガンマ線計測装
置。
9. The gamma ray measuring device according to claim 1, wherein the reference light generating means comprises:
A light emitting diode, the light emitting diode
In the package, two light emitting dies with different emission wavelengths
A gamma ray measuring device characterized by incorporating an auto diode .
【請求項10】 請求項記載のガンマ線計測装置にお
いて、上記パルス信号発生手段の出力パルス信号から、
パルス信号の発生タイミングが交互となった2種類のパ
ルス信号を発生させるパルス信号分割手段をさらに備
え、上記2個の発光ダイオード素子は、上記2種類のパ
ルス信号が供給され、実質的に交互に発光することを特
徴とするガンマ線計測装置。
10. The gamma ray measuring device according to claim 9 , wherein:
Two types of patterns in which the pulse signal generation timing is alternated
Pulse signal dividing means for generating a pulse signal.
In addition, the two light emitting diode elements are combined with the two types of light emitting diodes.
A gamma ray measuring device to which a loose signal is supplied and light is emitted substantially alternately .
【請求項11】 請求項記載のガンマ線計測装置にお
いて、比Pin/Prは0.02≦Pin/Pr≦0.2で
あり、0.8≦Pin/Pr≦0.98であることを特徴
とするガンマ線計測装置。
11. The gamma ray measuring device according to claim 8, wherein the ratio Pin / Pr is 0.02 ≦ Pin / Pr ≦ 0.2.
A gamma ray measuring device , wherein 0.8 ≦ Pin / Pr ≦ 0.98 .
【請求項12】 請求項1、2、3のうちいずれか一項
記載のガンマ線計測装置において、少なくとも、光電気
変換手段と、パルス信号発生手段と、温度補償手段と、
電圧制御手段と、基準光発生手段とは、耐圧防爆構造の
ケースに収容され、この耐圧防爆構造のケースは、プラ
スチックシンチレータと結合され、この結合面には2ヶ
所の独立した光通路が形成されていることを特徴とする
ガンマ線計測装置。
12. The gamma-ray measurement apparatus any one <br/> according one of claims 1, 2, 3, at least, photoelectrochemical
Conversion means, pulse signal generation means, temperature compensation means,
The voltage control means and the reference light generating means are
The explosion-proof case is housed in a case.
It is connected to a stick scintillator, and two
A gamma ray measuring device , wherein independent light paths are formed at different places .
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